パソコンの頭脳 CPUの性能を決める5つの要素

パソコンの性能を決める最も重要なのはCPUです。
インテルのCoreシリーズやAMDのCPUなどいくつか種類があるのは知っていても、何が同性能が違うのかよくわからない方も多いでしょう。

新しい物はより高性能な事も多いのですが、CPUが持つ機能によってその性能は異なります。

クロック周波数

CPUの性能を決める基本となるのがクロック周波数です。現在一般的なパソコンに使われているCPUの周波数は2GHzから3GHzです。この数字は大きければ大きいほど高性能ですが、それ以外の要素で決まることの方が多くなってきました。
例えば、2004年頃登場したPentium 4は3.8GHzという周波数ですが、2011年のCore i5 2.4GHzと比べると、クロック周波数自体は圧倒的ですが、それ以外の要素が高性能なためCore i5の方が圧倒的に高性能となっています。

例: クロック周波数が速いのは、執筆自体は高速だが、それで計算が速いわけではないような人みたいな物

コア数

最近は、1つのCPUに2つのコアがあるデュアルコア、4つのコアがあるクアッドコアも珍しくなくなってきました。
これは、CPUの主要計算部分が複数あるというものです。多ければ多いほど高速になりますが、その機能を2010年以前のソフトの一部では、その機能をうまく活用できていない物も多数ありました。2011年頃になると多くのソフトで最適化され活用されるようになっていますが、1つの仕事を2人でやっても、2倍効率化されることがないように、2つのコアだからと言って2倍になることはありません。処理内容によりますが、大まかに言えば1.5倍程度でしょうか。
通常2コアくらいでも問題ありませんが、動画処理など大量の計算が必要な場合、コア数は多ければ多いほど良いです。

例: コアが複数あると、1つの仕事を複数でできるようになるが、それをうまく管理できないこともあり単純に複数倍になるわけではないが、うまく活用すれば性能の向上幅は大きい。

アーキテクチャー

CPUはインテルなどの場合、3年ごとくらいの間隔で新しいアーキテクチャーを採用した新製品が登場します。
この新しいアーキテクチャーとは、新しい設計というような意味で、この設計が優秀であればあるほどCPUは高性能になります。
例えば、2011年に登場した第二世代インテルCore iプロセッサーファミリーはコード名Sandy Bridgeというアーキテクチャーを採用して、全世代に比べて圧倒的に高性能になっています。

例: 同じ事を考えるも、頭の出来が違うのか人より速くよりよい結果を出す人がいますが、そのような頭の出来が違うのが新アーキテクチャ。

キャッシュメモリ

CPUは計算に使用するメモリとして数MBのメモリを内蔵しています。
メインメモリとは別に使用するため、CPUからすると高速に処理ができるメモリで、このメモリが多ければ多いほど、処理速度が速くなります。
キャッシュメモリの構造などによっても、速度は変わってきますが単純にこのメモリは多ければ多いほど性能に有利と言えます。

例: 机の上で複雑な計算する場合、棚にある資料(メインメモリ内にある)から、計算に使う資料などをたくさん手元に配置した方が効率的です。そのような手元に使う資料をどれだけ置けるかがキャッシュメモリのサイズ。

スレッドの処理(ハイパースレッディング)

例えば、インテルCore iファミリーの上位製品にはハイパースレッディング(HT)という技術が使われています。このハイパースレッディングは、1つのコアで2つの処理を実行できる技術です。
複数のコアがあるマルチコアとは技術的には異なりますが、OSからみると、複数のコアがあるように見え単純にコア数の2倍のコアがあるようになります。物理的にコアが複数あるマルチコアよりは性能は落ちますが、処理速度自体は向上します。

まとめ

CPU自体の機能は以上の5つの要素で大まかな性能が決まってきます。
車はエンジンさえよければ高性能とはならないように、パソコンはCPUだけよくても仕方ありません。CPUとそれ以外の機能との性能バランスがしっかりしている必要があります。
今回紹介しなかった別の要素がそのバランスを決めることもありますので、より興味があれば、CPU大手のインテルやAMDなどのサイトなどをみてどのような機能があるのか調べてみてください。

Intel
AMD

省エネを考えたパソコンの選び方

省エネを考えてパソコンを選ぶ場合、デスクトップパソコンよりノートパソコンだ。さらに、各製品に使用している部品をみると、その中でもより低消費電力の部品を使用している物がある。
省エネの目的を持ってパソコンを買う場合は以下の点に注目していただきたい。

ディスプレイ

最近は全てのパソコンが液晶モニターで、CRTモニターなどに比べると消費電力かなり低い。さらに、低消費電力を考えると明るさ、発光部品がそれぞれ異なる。
明るさは変更することが出来るが、うっかり明るさを下げないと省エネの点であまりよくない。
その明るさを維持している部品が液晶の中に入っておりバックライトなどと言われるが、これには冷陰極管と呼ばれる蛍光灯のようなものかLEDが使われている。
冷陰極管よりもLEDの方が省エネ効果が高い。ノートパソコンだと、液晶の消費電力は5W程度で、どちらを選んでも大差はないが、デスクトップパソコン用の液晶モニターはバッテリー駆動を差せない分その差は大きくなる。

HDD/SSD

パソコンにはHDDが欠かせないが、HDDよりもSSDの方が低消費電力だ。SSDの方が省エネ効果は高いが、どうしても高コストになる。
仕方なくHDDを選ぶしか無くなるが、HDDにもいくつか種類がある。
デスクトップパソコン用のHDDは3.5型(インチ)が多く、ノートパソコン用は2.5型(インチ)が多い。
それぞれサイズが異なり、3.5型よりも小型の2.5型の方がより低消費電力だ。

デスクトップパソコンでも、小型の製品は2.5型HDDを使用している事が多いので、用途の関係でデスクトップパソコンを選ぶ場合は2.5型HDDを選んだ方がいいだろう。
さらにHDDでも回転数が異なり、消費電力がそれぞれ異なる。HDDで最も電力を使用するのは磁気ディスクの回転を開始する起動時だが、回転速度によっても消費電力が異なる。当然ながら回転速度が早いほうが消費電力が高く、5,400rpmや7,200rpmなど製品によって異なる。
高速な方がパフォーマンスが高いが、消費電力が高い。
HDDを選ぶなら2.5型で5,400rpmを選ぶのがいいだろう。
一般的にあまり使われていないが、1.8型HDDもあり、その方が消費電力効果は高い。

メモリー

パソコンに使われているメモリーはDRAMと言われていて、常に電力を使用するタイプだ。メモリーも少ない方がメモリー自体の省電力効果は高いが、パソコン全体でみると、メモリーが少ないとHDDのアクセスが発生し、パソコンの処理速度全体が低下する。
そのため、自分が使用する用途に合わせてある程度のメモリーを搭載するのが好ましい。

2GB程度でもある程度使用できるが、最近のパソコンなら4GB程度のメモリーは欲しい。4GB程度あれば、CPUなどの性能を犠牲にしないし、メモリー量自体も過大ではない。

メモリーもDDR2とDDR3など規格が世代毎に異なる。最近のメモリーはDDR3が多いが、DDR2よりDDR3の方が消費電力が低くなっている。

CPU(プロセッサー)

CPUはデスクトップパソコン用とノートパソコン用に大別される。
当然ながらノートパソコン用の方が低消費電力で、スタンバイ時などに電力を落とす低消費電力機能もより高度になっている。
見た目デスクトップパソコンでも、中身はノートパソコンの部品を使用している製品も多く、そのような製品では通常のデスクトップパソコンより低消費電力で動作する。

15型液晶などを搭載する比較的大きなノートパソコンよりも、より持ち運びに適したノートパソコンの方が、より使用電力の少ないCPUを搭載している。
普段使用することも考えると、12型から14型液晶を搭載する製品なら使い勝手を犠牲にせず使用できる。

メインストリームと呼ばれる一番売れ筋のCPUを選ぶと性能、価格の点でバランスがよい。低価格な製品は1つの仕事をする時間が長くなり、使用電力量も多くなる。
ある程度の性能があり、電力効率の高い製品が適している。インテル製CPUの場合、Core i5などがそれに当たる。

その他関連機能

レノボのThinkPadと東芝のビジネス向けノートPCにはピークシフト機能がある。
ピーク時に電源を使わずバッテリで駆動させたり、バッテリ充電時間を制御する機能だ。時間は自由に設定できるので、各自の環境に合わせて設定しピーク時の電力消費を抑えたい。
パソコン自体のサイズや梱包にも注目しよう。大きい物は物流に掛かる手間がかかるが、小さい物はかからない。物は大きくなくてもパッケージサイズ自体が小さい物は物流にも影響を与えない。
マニュアル類も注目だ。人によっては必須ではあるが、必要ではない方も少なくない。マニュアルが多すぎる製品は紙の使用量という点であまり良くない。

まとめ

デスクトップパソコンよりノートパソコン
液晶モニターはLEDバックライト使用品を
HDDよりもSSDだが、HDDの場合は2.5型で5,400rpmの物を
メモリーはDDR3で4GB程度を
CPUはノートパソコン用CPU仕様で安すぎず高すぎない物を
関連機能も一応チェックしよう

パソコンの省電力設定方法

パソコンは当然ながら電力を使用します。
モニター分離型のデスクトップパソコンの場合は100Wから400W程度、モニター一体型デスクトップパソコンの場合100Wから200W程度、ノートパソコンの場合20Wから50W程度使用します。

もしも複数の製品を使用しているなら、モニター分離型のデスクトップパソコンよりは、一体型デスクトップパソコンを、モニター一体型デスクトップよりは、ノートパソコンを使う方がより低消費電力となります。

それぞれのパソコンでも、効率の善し悪しがあり、CPUなどが世代交代し最新型の方がより低消費電力で高速に動作するようになっています。
要するに、数年前のパソコンで10の事をやるのに10の電力を使用したとすると、最新のパソコンでは性能が上がり、高速に低消費電力になる事で、10の事をやるのに5の電力しか使わないというようになっています。
もしも数年前の古いパソコンをお使いで、消費電力に気を遣うなら最新の製品に買い換えるという選択肢も有効です。

パソコンその物でも消費電力の設定は可能で、特にノートパソコンはバッテリ駆動時間を延ばすための様々な低消費電力動作モードが初めから用意されています。
もちろんデスクトップパソコンにも消費電力の設定が可能です。

Windows VistaやWindows 7の場合、「コントロールパネル」、「ハードウェアとサウンド」、「電源オプション」で設定可能で、ここで「省電力」という項目があれば、ここを選ぶだけで省電力モードになります。
さらに省電力にすることも可能で「プラン設定の変更」、「詳細な電源設定の変更」から設定できます。
一般的には「省電力」を選ぶだけでも十分です。
また、モニター分離型デスクトップパソコンの場合、モニター自体に明るさ調整機能がありますので、これを暗くするのも消費電力には有用です。

Windows 7 省電力設定

日本マイクロソフトによる各OSの省電力設定方法

ノートパソコンの場合、メーカーによって異なりますが、デスクトップパソコンと同様の設定方法で各社の省電力メニューが表示されるので、省電力モードを選んでください。
ここで注意が必要なのが、バッテリー駆動時は省電力だが、電源に接続している場合はあまり省電力にならない設定があります。それぞれの設定がどの程度省電力か確認して設定しましょう。

これ以外に有用な省電力方法では、多くの人が使用する時間帯はバッテリー駆動して、あまり使わない時間帯に充電するという方法があります。
例えば、夕方くらいになると仕事と夕食の準備などが重なり、多くの電力を消費する時間帯となります。
その間に使わないと言う選択肢もありますが、その間はバッテリー駆動させて使うという方法なら、その間は電力会社からの電力を使用しないので、同じ電力を使う方々が役に立ちます。
これをピークシフトなどといいますが、LenovoのThinkPadや、東芝のビジネス向けノートPCなどに、この機能が搭載されています。

計画停電対策にThinkPadのピークシフト機能を使う
省エネを考えたパソコンの選び方

2011年のメモリを大量に搭載できるパソコン選び

最近のパソコンはOSも64bitに移行し、64bitネイティブに対応するソフトも増えています。
特に動画編集ソフトなど、メモリが大量にあればあるほど快適に動作するソフトは、予算がある限りメモリを増やしたいところです。

現在のパソコンで大量に搭載できるパソコンは、メモリスロットが6つあり、1つあたり4GBのメモリを搭載して合計24GBとなる製品です。

これに対応するのは2009年後半に出荷された、インテルのCore i7 900番台といわれるコード名Bloomfield、GulftownとなるCPUを搭載した製品です。LGA1366のソケットに対応したCPU搭載製品とも言えます。
2011年1月に出荷開始されたコード名Sandy Bridgeはメモリスロットが4つしか物理的に搭載できないため、4GBのメモリを4枚差しても最大16GBとなっています。これに使われているソケットはLGA1155と言われています。
Sandy BridgeはCPUのパフォーマンスは非常に高い物の、メモリを大量に搭載する用途では若干劣ります。

しかし、2011年第3四半期(7月以降)にはコード名Sandy Bridge-ENと呼ばれる新しいCPUが登場します。
これは最大で12枚のメモリをさせるようになります。実際に製造されるパソコン用マザーボードには、おそらく6枚のメモリを差せるようにした物が多く出回ると思われますが、この場合でBloomfield、Gulftownと同等のメモリ容量となります。
物理コア数も6か8になるので、2011年前半に発売されたSandy Bridge対応機をより強化したデスクトップパソコンが登場するでしょう。

2011年に購入するメモリを大量に搭載するパソコンを選ぶなら、7月以降に発売されるSandy Bridge-EN採用モデルがねらいです。

もちろん、サーバーやワークステーションは100GB以上のメモリを搭載できますが、コストがハイエンドパソコンの数倍になるので、ブルジョア階級以外には手は出せないでしょう。

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パソコンの買い時の基本

ネットブックは5万円前後ですが、普通に使えるパソコンは10万円程度からと決して安くはありません。しかし、以前と比べるとパソコンの価格は下がっており、8万円くらいで十分な性能の物も買えるようになってきました。

価格だけで見ると、発売直後よりはしばらく経ってからの方が若干安くはなりますが、元々安く設定されていますし、サイクルも4ヶ月程度なので、あまり価格の下落は期待できません。
もしも安さを目指すなら、型落ち品やアウトレット品などを目指すのがよいでしょうが、価格よりも、そこそこの機能の物をより長くということなら、購入するタイミングが重要です。

パソコンの機能は、CPUなどの性能によって大きく変わります。このCPUは数ヶ月おきに新しい物が登場しますが、完全に世代が交代するのはおおよそ1年半から3年程度です。OSも数年に一度世代交代します。

他にもHDDやSSDのトレンド、液晶のサイズや解像度のトレンドは年々変わっていますが、CPUとOSの世代交代のタイミングさえチェックしていれば、ほぼ失敗しない買い方が可能です。

CPUの場合、プロセスルールと、アーキテクチャがあります。大きなデスクトップ型パソコンなら性能に影響するのはアーキテクチャですが、小型のノートパソコンなどはどちらも大きく影響します。
OSも重要ですが、ソフトウェアでアップデートできるのであまり気にする必要はありませんが、自分でアップデートできない方、よくわからない方は、新しいOSに合わせて購入し直すというのもありです。

CPUの世代交代は、コンピューターの情報を常にウォッチしていないと追うのが難しいのですが、世代によって全く性能が異なります。パソコンメーカーはこの世代交代のタイミングに合わせて新製品を投入するので、その世代交代した新製品を選ぶとよいでしょう。
一度世代交代すると、少なくとも1年程度は大幅に性能が強化された製品は出てきませんので、買ったけどすぐに新モデルが登場して損したと言うことになりにくいです。